tema ii: nicho ecolÓgico 1.- introducción...
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Asignatura: Gestión de Especies Amenazadas
Código: GIFOMN01-4-012
Departamento: BOS
Área: Ingeniería Agroforestal
Autor:
Carlos Antonio López Sánchez
1.- IntroducciónTEMA II: NICHO ECOLÓGICO
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• Se presenta el marco conceptual y metodológico en que se desarrollan las técnicas de modelos de
distribución para especies y ecosistemas en el tiempo y en el espacio (SDM):
• Historia y ecología basada en la modelización de la distribución de especies
• Los datos necesarios para la modelización de la distribución de especies
• Visión de conjunto de los métodos de modelización de la distribución de especies
• Evaluación de los modelos y su implementación.
Introducción
Asignatura: Gestión de Especies Amenazadas
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Autor:
Carlos Antonio López Sánchez
1.- IntroducciónTEMA II: NICHO ECOLÓGICO
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• Consiste en la identificación y caracterización de “áreas de distribución” (Axelius, 1991; Morrone,
2009).
• Desde el viaje de Humboldt y Bonpland hacia América, pasando por la “Geografía botánica Rasonée”
de Agustín de Candolle en 1885, se inició una tradición investigadora que ha estudiado la relación entre
la distribución de las especies vegetales y el clima.
• La geobotánica en los inicios del siglo XX sistematizó el conocimiento de la distribución de las especies
vegetales y su relación con el clima, al complementar información obtenida en terreno con el nuevo
conocimiento cartográfico del globo terrestre.
• Estos avances permitieron construir una relación causal entre la distribución geográfica de las especies
vegetales y la distribución espacial del clima.
• Posteriormente, desde la ecología, surge el concepto de nicho ecológico, ampliando fuera del ámbito
de la botánica, la relación entre los seres vivos y los factores abióticos.
Biogeografía
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Carlos Antonio López Sánchez
1.- IntroducciónTEMA II: NICHO ECOLÓGICO
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• Este concepto tiene su origen en los trabajos de los ecólogos Johnson, Grinnell y Elton, donde se
buscaba establecer el rol de las especies e identificar la subdivisión del ambiente (hábitat) que era
ocupado por una especie.
• La concepción de nicho más utilizada es la desarrollada por Hutchinson (1957), donde se refiere al
nicho como un hipervolumen de n-dimensiones donde se encuentran las condiciones ambientales y
recursos en las cuales la especie puede sobrevivir.
• Esta definición es además clave en la conceptualización de los modelos de distribución de especies, ya
que permite relacionar directamente el espacio geográfico a través de la noción de espacio
multidimensional de "n variables", donde una especie se encuentra habitando o potencialmente lo
podría hacer.
• Es aquí donde se encuentra la distinción entre nicho potencial o fundamental y nicho realizado, donde
el primero indica al espacio total de las variables y, el segundo, especifica el espacio geográfico donde
efectivamente habita la especie.
Nicho Ecológico
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Carlos Antonio López Sánchez
2.- Generalización del concepto de nicho ecológicoTEMA II: NICHO ECOLÓGICO
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• Hutchinson* define el nicho de una especie como un espacio n dimensional donde cada dimensión
representa la respuesta de una especie a la variación de una determinada variable.
• Las variables son independientes unas de las otras y estarían representadas por todas aquellas
condiciones ambientales y recursos que afectan al rendimiento de la especies en un determinado
instante de tiempo t.
• El modelo de Hutchinson está basado en la teoría de conjuntos, que permite analizar variables no
lineales, como la respuesta de los organismos vivos a la variación en la intensidad de una condición
ambiental (p.ej. Temperatura).
El concepto de nicho multidimensional
* HUTCHINSON, G.E. 1957. Concluding Remarks. Cold Spring Harbor Symp.Quant.Biol.,22,415-427
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2.- Generalización del concepto de nicho ecológicoTEMA II: NICHO ECOLÓGICO
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• La respuesta de una especie a una variable del nicho viene representada por su distribución de
frecuencias respecto a las categorías de la variable.
El concepto de nicho multidimensional
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2.- Generalización del concepto de nicho ecológicoTEMA II: NICHO ECOLÓGICO
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• Si añadimos nuevas variables, independientes entre sí, hasta n-variables, el hipervolumen definido
dentro de este espacio multidimensional se correspondería con el nicho fundamental de una especie.
El concepto de nicho multidimensional
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2.- Generalización del concepto de nicho ecológicoTEMA II: NICHO ECOLÓGICO
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• El concepto de biotopo está muy ligado con el
concepto de nicho y puede definirse como
“cualquier fragmento de la Biosfera, ocupado por
una biocenosis, con fronteras arbitrarias donde se
encuentra una cierta diversidad de recursos
tróficos (organismos o nutrientes) y se producen
variaciones de las propiedades físicas”.
• Cualquier punto en el espacio del nicho puede
corresponder a muchos puntos en el biotopo,
mientras que un punto del biotopo sólo se
corresponde con un punto en el espacio del nicho.
Además, no todos los puntos del biotopo tienen
que estar representados en el espacio del nicho.
Relación entre el espacio del nicho y el espacio del biotopo
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2.- Generalización del concepto de nicho ecológicoTEMA II: NICHO ECOLÓGICO
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Relación entre el espacio del nicho y el espacio del biotopo
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2.- Generalización del concepto de nicho ecológicoTEMA II: NICHO ECOLÓGICO
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Concepto de nicho realizado
• Cabe destacar la distinción entre nichos:
• Nicho potencial o fundamental.- indica al espacio total de las variables.
• Nicho realizado.- especifica el espacio geográfico donde efectivamente habita la especie.
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3.- Operativización del concepto de nicho ecológicoTEMA II: NICHO ECOLÓGICO
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Diferenciación de subespacios de nicho
• Un análisis más amplio del concepto de nicho pone de manifiesto la
necesidad de distinguir entre variables que hacen referencia a
recursos y variables que hacen referencia a condiciones
ambientales.
• El consumo de los recursos por parte de los organismos sigue la
Ley del Mínimo (Liebig, 1845) y definen el espacio del nicho en el
sentido que lo utiliza Hutchinson. Mientras que la respuesta de los
organismos a las condiciones ambientales sigue la ley de
Tolerancia (Shelford, 1913) y definen el espacio del hábitat.
• Si consideramos conjuntamente el espacio del nicho y el espacio
del hábitat respecto a la respuesta de una especie, se obtiene
como resultado un nuevo espacio que se denomina ecotopo.
• El ecotopo representa el nicho de una especie en diferentes
condiciones de hábitat.
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4.- Operativización del concepto de nicho ecológicoTEMA II: NICHO ECOLÓGICO
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Respuesta de los Organismos a los Recursos:Ley del mínimo (Liebig, 1845)
• Un recurso es todo aquello que puede ser consumido por los
organismos contribuyendo al mantenimiento de las
poblaciones. Los recursos representan cantidades que
pueden ser reducidas a causa de la actividad de los
organismos. Pero consumido no significa solamente
incorporado a su biomasa, sino a todo aquello que al ser
usado por un individuo deja de estar disponible para el resto.
• Si algún elemento químico falta totalmente, o se encuentra
una cantidad inferior a la necesaria, impide que las demás
combinaciones de elementos produzcan su efecto o, por lo
menos, disminuye su acción nutritiva.
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4.- Operativización del concepto de nicho ecológicoTEMA II: NICHO ECOLÓGICO
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• Se trata fundamentalmente de factores físico-químicos
(climáticos, edáficos) que influyen en el rendimiento de los
organismos y limitan la distribución de sus poblaciones. A
diferencia de los recursos, las condiciones ambientales no son
consumidas ni agotadas por los organismos, pero si pueden ser
modificadas por su presencia.
• Dice que existe una relación entre la intensidad de una condición
ambiental y las actividades que puede realizar un organismo
relacionadas con la reproducción, el crecimiento o la
supervivencia. Conforme la intensidad de una condición ambiental
se aleja del centro del intervalo (óptimo), el organismo tiene menos
posibilidades de reproducirse, de crecer y, si nos acercamos al
extremo del intervalo, de sobrevivir (límites de tolerancia).
Respuesta de los Organismos a las Condiciones Ambientales:Ley de tolerancia (Shelford, 1913)
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3.- Operativización del concepto de nicho ecológicoTEMA II: NICHO ECOLÓGICO
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Análisis de gradientes ambientales
• El análisis de la distribución de los organismos a lo largo de gradientes ambientales se fundamenta en
el concepto de ecotopo.
• El método* consiste en tomar muestras a lo largo de un gradiente ambiental y calcular la probabilidad
de encontrar la especie en cada uno de los rangos definidos a lo largo del gradiente considerado.
• La representación gráfica de estas probabilidades permite describir la respuesta de las especies a los
cambios que se producen en las condiciones ambientales a lo largo del gradiente.
* WHITTAKER, R.H. 1967.Gradient Analysis of Vegetation. Biol. Rev., 42, 229
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3.- Operativización del concepto de nicho ecológicoTEMA II: NICHO ECOLÓGICO
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Análisis de gradientes ambientales
• Mientras que Whittaker considera gradientes complejos
(ALTITUD) que integran información sobre varias
variables ambientales simples, Austin* realiza el mismo
tipo de análisis pero considerando independientemente
cada variable ambiental (TEMPERATURA y
PRECIPITACIÓN). Esta aproximación permite ver
directamente el efecto de cada variable y permite
comparar estudios realizados en distintas áreas
geográficas.
• Se considera que la distribución de probabilidades de una
especie respecto a un gradiente ambiental se aproxima a
una distribución normal.
* Austin, M.P., et al. 1984. New approaches to direct gradient analysis using environmental scalar and statistical
curve-fitting procedures. Vegetatio 55:11-27